新形勢下敏感元器件與傳感器產業如何實現健康可持續發展?
發布時間：2016/9/23 訪問人數：1119次
隨著《中國制造2025》、“互聯網++”行動計劃以及《國家集成電路產業發展推進綱要》的大力推進，傳感器技術及傳感器產業的重要地位日益凸顯。作為物聯網感知層中的重要組成部分，傳感器在汽車電子、消費電子、生物醫療、工業、農業等領域中的應用有哪些進展?全球物聯網及傳感器產業有哪些新的發展趨勢?新形勢下敏感元器件與傳感器產業如何實現健康可持續發展?
2020年實現30%國產化目標
“電子元件是電子信息產業的基礎，敏感元件和傳感器是物聯網的基礎。”中國電子元件行業協會理事長溫學禮指出，“但敏感元件和傳感器同時也是我國物聯網產業的瓶頸，目前仍有80%依賴進口。”
回首“十二五”，我國敏感元器件及傳感器產業以20.9%的年均增長率，實現了高速發展，2015年銷售額達到547億元，比原規劃目標360億元超額完成50%以上。
目前，我國傳感器產業布局基本形成，也取得了一定的成績。擁有了基本齊全的產品門類，中低檔產品基本滿足市場需求，設計、研發和應用水平有了一定的提高。中國傳感器產業已經形成從技術研發、設計、生產到應用的完整產業體系，部分細分領域已躋身世界領先水平。
但就總體水平而言，國產的傳感器產品仍以中低端為主，技術水平相對落后。中國市場上的中高端傳感器進口占比達80%，數字化、智能化、微型化產品嚴重欠缺。
國內企業的產品主要集中在低端的壓力、溫度、應變片等低附加值產品，近年內有幾家企業開始MEMS產品的生產，其中麥克風產品勢頭發展較好，但其他如壓力、加速度、陀螺等也是比較低端的產品。
“十三五”期間，在市場需求、政策牽引等一系列利好因素下，我國傳感器產業競爭力有望進一步提升。
中國電子元件行業協會秘書長古群表示，“十三五”期間，我國電子元件行業(不含印制電路板和電池)將保持中速增長，年均增速為5%左右，而其中混合集成電路、敏感元器件及傳感器、光器件三個分支行業將保持較高增速，其中敏感元器件與傳感器行業增速有望高達9%。
古群認為，隨著民族企業的成長，本土品牌市場份額不斷提升，2020年敏感元器件與傳感器將實現30%的國產化發展目標(此處國產化率指中國本土電子元件生產企業自主品牌電子元件產品的內銷金額，在國內市場總額中的比重)。
物聯網應用驅動旺盛市場需求
蓬勃的物聯網應用需求是支撐30%國產化目標實現的強大推動力。傳感器是物聯網感知層中的重要組成部分，承擔著數據采集和傳輸的重任，是物聯網實現的基礎和前提。數據顯示，全球物聯網市場規模在2025年有望達到11萬億美元，相應的傳感器市場也將達到數千億美元的市場規模。
目前，一部智能手機中要用到十幾種傳感器，一部高檔汽車里可能要用到幾百個傳感器，一個現代化的智能工廠中用到的傳感器數量動輒以萬計。傳感器已經滲透到人們生產生活的方方面面。而《第三次工業革命》和《零邊際成本社會》作者杰里米·里夫金的大膽猜想，到2030年時，全球應用的傳感器數量將從2013年的35億個突飛猛進到超過100萬億個，人與自然環境將通過傳感器緊密相連。
“通過在智能家居、智能照明、汽車電子、智能醫療、智能農業、建筑結構健康監測等主要網聯網應用領域里大顯身手，”村田公司中國區執行副總裁孫崑泉表示，“傳感器將為人們締造真正的智能生活?！?br />
就拿心率檢測來說，村田創新的模塊化方案結合了加速度MEMS傳感器、信號處理和無線模塊，可以無接觸地測量病人躺在床上的心臟沖擊掃描信號。不僅能從病床的運動信號中分離出患者的運動信號，檢測患者的搖擺、翻轉和靜止狀態，還能監測睡眠質量，監測靜止患者的心率和呼吸。這樣一來，把帶有這種傳感器的設備安裝在醫院的病床上，醫務人員就能遠程監測患者的實時情況，同理也非常適用于獨居老人和養老院等。
森薩塔公司大中國區市場總監賈永平非?？春贸掷m增長的汽車傳感器應用市場。2020年全球汽車傳感器市場需求將達到 253億美元，其中中國是全球三大汽車傳感器市場之一，將以8.9%的年均增長率在2020年達到55億美元的規模。
賈永平認為，在更節能、更清潔、更安全的需求驅動下，汽車中由傳感器控制的空調系統、電子穩定性控制系統、共軌系統、柴油后處理系統、胎壓監測系統等許多先進系統的裝配率將不斷提升，而這些系統中都有大量的傳感器應用。
敏感元器件及傳感器甚至在彩電行業也有廣闊的應用前景。TCL王牌彩電成都有限公司彩電廠廠長陳合智表示，除了尺寸、清晰度、顯示技術等關鍵指標外，當下電視機的最大賣點就是互聯、智能。基于此，敏感器件在未來的電視產業中，必將大有作為。
首先是光感應。在電視機外殼上設置一個感應環境光變化的傳感器，能根據環境光線的變化，自動對電視機亮度進行調節，從而達到省電、護眼功能。
其次是利用霍爾傳感器，對投影電視進行開關機控制。具體原理是根據霍爾效應，通電導體兩端的電位在磁場的作用下發生改變，以此控制三極管的導通與截止，進而給主板一個開機或關機信號。
再次是利用溫度傳感器，對投影電視光機進行散熱控制。傳感器檢測到溫度較高時，通知CPU輸出信號給降溫風扇，提高其轉速。當溫度稍低時，CPU輸出控制信號讓降溫風扇低速運行，進而達到節能和降低噪音的目的。
最后是通過手勢對電視機進行操控。目前，基于電場的手勢感應器輸出已經是一種很完善的人機交互解決方案，設計人員可以十分方便地將2D多點觸摸和3D手勢識別功能輕松集成至其顯示應用中。
專家觀點：
電子科技大學教授太慧玲：新材料新工藝助力傳感器微型化智能化
傳感器是自動控制和信息系統的核心器件，是物聯網(IOT)的關鍵技術基礎，以移動互聯網+、物聯網、大數據、云計算為代表的新一代信息技術，正在重塑信息產業生態鏈，推動信息化與工業化深度融合，拉開新產業革命的序幕。從信息系統結構要素來看，第三次信息化浪潮將進一步解決信息采集問題，加快完善信息系統的基礎構架，解決系統短板問題，從真正意義上進入傳感器時代。
傳感器技術作為信息技術的基礎與三大支柱之一，受到世界發達國家的高度關注和競相追逐研究。隨著對信息檢測的精度和準確度越來越高，傳統的傳感器已經不能滿足新形勢的需求，因此在世界范圍內，利用現代科學技術，研究開發了各類新型傳感器和敏感功能材料。同時，由于在制造中引入了微細加工技術和納米技術等先進工藝，使得傳感器技術得到飛速發展，并取得了可喜的成就。
未來傳感器技術的發展趨勢主要體現在四個方面。一是新原理、新材料、新工藝的研發和應用。其中，最近熱門的仿生傳感器的設計理念主要涵蓋兩部分，即敏感機制的仿生，包括敏感材料與敏感原理的仿生設計，以及傳感器功能的仿生。仿生敏感材料(也被稱為仿生智能材料)與仿生原理是發展仿生傳感器的基石與核心，直接決定了仿生傳感器技術的應用價值。另外，納米材料、石墨烯、氮化硅、記憶材料、復合材等新材料以及MEMS+NEMS+薄膜技術的創新工藝也被業界所廣泛關注。
二是集成化、小型化與多功能。目前，各種集成化芯片不斷出現，而企業也面臨著低成本設計(MEMS工藝技術)、多功能復合(多參數融合)、新市場拓展及配套應用(物聯網代替移動智能設備)、價格壓力等多方面的挑戰。
三是柔性化。在可穿戴設備2.0時代，穿戴計算和貼身智能成為設計方向。但是目前可穿戴設備更多的是形態上的變化，無論是產品實用性，還是抗沖擊、防鹽防水、衛生、輕便柔軟舒適和交互方面，可穿戴設備還有很長很長的路要走。這其中很大
